一种高烈度区抗地基液化的刚性吸水圆桩制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高烈度区抗地基液化的刚性吸水圆桩，包括从里向外

【技术实现步骤摘要】
一种高烈度区抗地基液化的刚性吸水圆桩


[0001]本技术属于抗地基液化加固
，涉及一种应用于存在液化风险的地基的装置，具体涉及一种高烈度区抗地基液化的刚性吸水圆桩
。

技术介绍

[0002]地震时饱和砂土地基会发生液化现象，造成建筑物地基失效，发生建筑物下沉
、
倾斜甚至倒塌等现象
。
也就是，在地震条件下，孔隙水压力因土体排水性能差，孔隙水无法及时排出而逐渐上升，当增长的超静水孔隙大于土体有效应力时，土体发生液化，土体结构受剪切破坏，导致地面沉降，地表冒水喷砂，土体发生流滑及侧向扩展
。
[0003]具有透水能力的桩体加固地基抗液化效果最显著
。
通常采用碎石桩法加固处理饱和砂土地基，提高复合地基的抗液化性能
。
但碎石桩一类的散体桩，虽然透水性好，能有效抑制土体液化，可是自身抗剪能力弱，地震时不能承受地震的水平剪力
。
而在地震条件下，刚性桩能承受地震的水平剪力，有效提高地基承载力
。
但是在地下水位较高地区，地震往往伴随着土体液化，刚性桩由于不具有透水性，使其抗液化效果弱
。
现有技术中少有既能满足透水性要求，又具有抗剪力强的地基桩，无法适用于高烈度区域
。
[0004]专利
《
一种高烈度区抗砂土液化透水桩模具以及透水桩
》
（
CN217438898U
）公开了一种高烈度区抗砂土液化透水桩，包括同轴共线设置的透水桩本体和碎石桩，沿碎石桩方向倾斜设置有若干沥青斜柱，地震条件下，孔隙水会出现向土体表面流动的情况，直至排出土层，当孔隙水经过该桩体附近时，会通过透水桩表面的透水沥青斜柱流入碎石桩，进而通过碎石桩的碎石流到桩底，实现超静孔隙水压力的消散，从而抑制土体液化
。
[0005]但是，该专利公开的透水桩的核心依然是碎石桩，不能同时满足透水性和抗剪力的要求
。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种高烈度区抗地基液化的刚性吸水圆桩，能同时满足透水性和抗剪力的要求
。
[0007]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种高烈度区抗地基液化的刚性吸水圆桩，包括从外向里
、
同轴依次设置的外壳
、
钢网制成的滤水层
、
吸水海绵制成的倒置的桶形的吸水层
、
混凝土浇筑而成的支撑层和螺纹钢制成的芯体；
[0008]外壳为倒置的钢桶，外壳顶板上加工有连接孔和若干个出水孔，芯体上端伸入该连接孔内，并与外壳固接，外壳侧壁上加工有多个进水孔
。
[0009]本技术刚性吸水圆桩设置吸水海绵层实现高吸水性与透水性，可以大幅度提高刚性吸水桩的排水效率
。
采用螺纹钢芯和带孔薄壁钢筒大幅提高桩体的抗剪强度至6～
8MPa
，可以有效抵御高烈度区地震带来的剪切力
。
设置的钢网层既能能起到滤砂透水作用，也能起到保护吸水海绵层的作用，提高刚性吸水桩的使用寿命至
50
年
。
附图说明
[0010]图1是本技术刚性吸水圆桩的示意图
。
[0011]图中：
1.
外壳，
2.
滤水层，
3.
吸水层，
4.
支撑层，
5.
芯体，
6.
进水孔，
7.
出水孔
。
具体实施方式
[0012]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明
。
[0013]如图1所示，本技术刚性吸水圆桩，包括从里向外
、
同轴依次设置的芯体
5、
支撑层
4、
吸水层
3、
滤水层2和外壳
1。
[0014]外壳1为倒置的钢桶，外壳1顶板上加工有连接孔，芯体5上端伸入该连接孔内，并与外壳1相固接，外壳1顶板上加工有若干个出水孔7，外壳1的侧壁上加工有多个进水孔
6。
[0015]滤水层2和支撑层4均为桶形
。
[0016]吸水层3为吸水海绵制成的倒置的吸水海绵桶
。
吸水层3顶板上表面与外壳1顶部下表面相接触，吸水层3顶板下表面与支撑层4顶面相接触
。
[0017]滤水层2顶面与外壳1顶板下表面相平齐
。
[0018]支撑层4采用混凝土浇筑而成
。
[0019]芯体5采用螺纹钢制成，为螺纹钢芯，芯体5作为刚性吸水圆桩中心组成构件，钢芯的螺纹可以增加与混凝土的咬合力，且能大幅度提高桩体的抗剪能力
。
[0020]滤水层2采用钢网制成，既可以滤砂过水，也可以保护吸水层
3。
[0021]按常规桩体施工工艺钻挖桩孔，在桩孔中竖直设置芯体5，再在芯体5周围浇筑混凝土，经养护达到标准强度后，形成支撑层4，然后将内部空心的预制构件吸水层3直接从支撑层4上方套入，吸水层3中的空心孔洞直径与支撑层4的外径相适配，吸水层3顶板上有可穿过芯体5的小孔洞，芯体5上端穿过吸水层3上的小孔洞，伸出吸水层3外
。
将钢网制成的筒形的滤水层2套在吸水层3外，最后在滤水层2外套装外壳1，建成刚性吸水圆桩，该刚性吸水圆桩的顶部与地面齐平
。
[0022]外壳1侧壁上的进水孔6是桩间土孔隙水的入水通道，外壳1顶板上的出水孔7是用于排出吸水层3内部水的桩体顶端出水通道
。
外壳1具有一定的刚度，可以加强刚性吸水桩各个组成构件的整体性
。
[0023]本技术刚性吸水圆桩的使用：是以群桩方式加固可液化的地基，当动力荷载作用于地基时，桩间土的孔隙水压力急剧上升，孔隙水获得强大的渗透动力，大部分会涌向刚性吸水圆桩，通过进水孔6进入吸水圆桩内，经过滤层2滤砂过水后，孔隙水被吸入吸水层3，并通过吸水层3向桩体上部流动，最终通过吸水桩顶部的出水孔7流出，排到地表上，以此实现吸水桩的排水功效
。
[0024]现有技术中的排水桩在强度与排水性之间没有做到比较好的兼容性，材料的选择一般是透水材料和混凝土桩体的结合，没有考虑引入钢材料，且没有重视对透水材料的保护措施，因此桩体的使用年限并不长久，一般使用年限为
35
～
45
年
。
本技术刚性吸水圆桩中的排水材料采用吸水海绵，具有较强的透水性，且桩体的构成有薄壁钢筒（外壳1）与螺纹钢芯（芯体5），可以达到很高的抗剪强度；此外滤水层2的存在可以保护吸水海绵，提高桩体的使用年限
。
[0025]现有技术中的排水桩有些结构过于简单，桩体的抗剪强度无法满足
。
而结构复杂
的排水桩在经济效益方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高烈度区抗地基液化的刚性吸水圆桩，其特征在于，包括从外向里
、
同轴依次设置的外壳（1）
、
钢网制成的滤水层（2）
、
吸水海绵制成的倒置的桶形的吸水层（3）
、
混凝土浇筑而成的支撑层（4）和螺纹钢制成的芯体（5）；外壳（1）为倒置的钢桶，外壳（1）顶板上加工有连接孔和若干个出水孔（7），芯体（5）上端伸入该连...

【专利技术属性】
技术研发人员：余仕江，吴术高，吴红刚，朱兆荣，周垣，韩侃，赵守全，周佳成，黄敬，张天赐，王江东，蒋育华，王伟星，汪建义，赵永虎，王瑜，刘锟，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：